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音响放大器电流声是如何解决的
L' L* R! a- i( F4 M8 H9 z 有很多朋友经常受到放大器的电流声困扰，大部份朋友都认为电流声是因为接地不良所致，于是便努力把放大器的外壳接地，甚至把整个放大器用金属罩子屏蔽，但电流声依旧，苦无对策……
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0 {+ g: [$ C- t1 ?0 ~0 l$ w5 k 各人对电流声定义不一，先要找出你遇上哪一种电流声。/ h; B. y3 X" K4 \" d# B
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超过一半的情况下，都不是接地出了问题。电流声更加不是由静电引起。
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- ^6 |* F' |# L% k 但综观不同朋友的描述，「电流声」都是：
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● 连续不断的噪音- d- F2 R0 j/ e: f! c0 F2 H7 m
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● 噪音的响度颇为稳定
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2 w2 `0 p- \7 P ● 通常都是低频噪音
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综合各方朋友的遭遇，「电流声」可笼统归纳为以下几种情况引致：: N4 `2 @7 Q7 k7 `. ~. ?3 y2 U
0 L/ y2 M, \5 A M3 I3 y4 b/ H+ j 电源涟波噪音 (Ripple noise) ，即交流啍声 (Humming)
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4 F; J+ Q5 j# h( }1 P0 T 感应噪声 (Pick-up noise) 包括人体拾波噪声 (Body pick-up)
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7 z2 P6 T% s/ S" F& |) Z" v 线路板走线 (Layout) 或接地布局 (Grounding topology)
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4 S% Q6 W1 _1 m 不良地线噪音 (Ground noise) 及循环接地 (Ground loop)3 a: M" T: F+ Y
; l7 o7 ` m9 u s, y1 m 机内布线及屏蔽策略不良 (Bad wiring and shielding strategy)3 _3 n3 E. x8 t7 A/ l
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交流啍声
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+ Q. n" ?% d. ` 交流啍声的成因是电源滤波器设计不当，甚或偷工减料，导致市电的交流电讯号有一部份溜进了放大器。这种电流声的特色是频率很低，大部份情况下都很微弱，要把耳朵贴着扬声器才听到，而且即使把音量调到*，噪音依然存在。# p) H) _! ~0 {7 J" b, G! M$ [( _7 L
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滤波电容 (水塘)，除了容量愈大愈好外，其等效串联电阻 (ESR) 也是愈小愈好!这是电流声中*常见的一种。一般情况下一些平价的山寨放大器较易遇到这种情况，反而 DIY 的放大器较少遇上这问题，为甚么呢?因为这种电流声*普遍的成因是电源滤波器用料不足，滤波电容器的容量不足，一些平价产品因为吝啬于昂贵的大容量电容器(俗称水塘)，所以比 DIY 放大器更容易出现问题(因为一般人 DIY 都会不惜工本)。
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如何解决这种电流声?那要看看你的放大器是使用外置还是内置变压器(火牛)，如果是使用内置变压器，情况较为复杂，需要把水塘换上更大容值的电容器，甚至增加电容器的数目，数只电容器并联时其容值会相加，但这种方法会受到机内空间所限，需要随机应变。# m1 N& e' W1 O* @+ B, j
0 A3 v. k! j( b) R& D 由于这个噪音的频率很低(100Hz)，而且通常都很轻微，若碰上小口径的扬声器，这些廉价放大器往往可以蒙混过关，不过想检测电源涟波噪音，有一个很简单的方法，只要在放大器开启时用手摸一摸低频单元的震膜，若在无讯号或音量调到*时仍感受到扬声器的震膜震动，这便是一个很明显的交流啍声的证据。: n# f( W5 `( i. { ]& h) ^5 q. x, @
- D( Q" o% P4 k 如果是用外置变压器(例如一般迷你放大器)，当然以上的方法都适用，但有另一个更简单的做法──换上一个开关式电源变压器(SMPS) ，问题便会迎刃而解!
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很惊讶吧!首先开关电源的音质是不是很差，但是单就解决交流啍声，开关式源变压器的确有立竿见影之效。(当然使用开关电源可能会诱发另一问题，往后有机会再详细探讨。)+ e5 e+ f2 r- Z( o. c6 d
$ c2 J0 ~+ M. ^( S 原理：
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' O. N; Q* h- f: R- ]' F 我们用的市电为交流电，但是放大器必须以直流电操作，所以电源变压器(火牛)除了负责把 220V 的电压升/降至合适的电压之外，还担任着把交流电转变成直流电的角色，这个过程叫「整流」。在放大器内*常见的整流方式为「桥式整流」，桥式整流会把市电的交流电变成变化不定的直流电，技术一点来说，这是一个包含着 50Hz x 2 = 100Hz 交流讯号的直流电源，我们称之之为「涟波」，而这个 100Hz 的涟波若未能清除掉，便会让它溜到扬声器，形成噪音，由于这些涟波的频率都很低，所以需要很大容量的滤波电容 (水塘) 来把其吸掉。
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为何开关式电源变压器可解决交流啍声?因为开关电源的操作频率并不是 50Hz 或 60Hz，而是动辄过十万Hz，愈高频的涟波愈易被水塘吸收 (但太高又反而吸不掉)，况且它的操作频率远超于耳朵及扬声器的工作范围，所以电源的涟波噪音一不能在扬声器上再生 (频率太高)，二更不能被耳朵接收再传到大脑 (都是频率太高)，那又何来噪音?
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其他成因：
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7 R2 A* f- r/ f# @1 d' d+ ~ 1. 滤波电容失效(俗称干塘)
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m* B1 y) d v- Z8 v: |. c/ ^ 由于滤波电容成本高、体积大，一般情况下都不会选用耐高温的电容，所以在发热量高的功率放大器中，水塘往往会是寿命较短的零件。. Z6 F( C1 m9 y9 J- v6 _8 w D& f
, b/ H7 g3 i% r K$ a" P" e% p: v 2. 输出功率管偏置电流失调
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% P+ _' y8 s* i4 i8 X8 ~, b8 [ 输出功率管需要在一定的偏置电流下操作，若此电流值因种种原因增加了，导致放大器的静态电流不寻常地上升，也会增加水塘的负荷，从而加强了交流啍声。+ Z8 j! a6 d9 R0 S" \
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3. 讯号地 (Signal ground) 与大地 (Earth) 即地线接上了，这个情况我们会在 Ground loop 部份详细分析。
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4. 变压器的电磁干扰，这个情况会在 Wiring and shielding 部份详细分析。
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备注：. x+ j* a( L+ y3 F- {/ m
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滤波器的规模随着放大器消耗的电流量而提升。, n7 w! I8 ~& N* i" p$ x1 z
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甲类放大器因需要庞大的静态电流，因而令电源涟波噪音更易被察觉，所以滤波器的规模往往很大。9 @; O* M4 G. K, r' M. Q
9 e1 E) t6 D8 o" M1 p5 X- H2 c 电容器的等效串联电阻 (ESR) 愈低，其滤波性能愈佳。
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除了并联电容器以增加电量容，也可以串联电感器作 LC 甚至 Pi 形 (π) 滤波，但成本较高。 |
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发表于 2008-7-11 11:08:13
